Nb、V微合金化9.8级高强韧非调质冷镦钢盘条的研发

针对高强韧9.8级非调质冷镦钢盘条用于生产变形量较大汽车紧固件产品及降低模具损耗的需求,在原MFT8非调质冷镦钢盘条化学成分设计的基础上,采用Nb、V复合微合金化,同时对C、Si、Mn等元素含量进行微调,并通过控制w(V)/w(N),保证盘条的强韧性;通过控制w(Al)/w(N),保证盘条冷加工塑性变形后的应变时效性能;再结合线材冷拔加工所产生的鲍辛格效应,保证最终产品的强度和塑韧性。采用低温轧制+控轧控冷工艺,充分发挥弥散细小碳氮化物的析出强化和沉淀强化作用,在提高盘条强度的同时塑韧性不降低,获得了具有优异冷加工性能的高强韧非调质冷镦钢盘条。热轧盘条无需经过球化退火+调质处理即可直接拉拔冷镦成形,可用于制作长杆法兰螺栓等变形量较大的9.8级高强紧固件。     

φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条的开发

为扩大品种范围、提升产品竞争力,成渝钒钛科技有限公司决定在高线产线上开发φ6 mm HRB400E带肋钢筋盘条。设计了带肋钢筋盘条化学成分,通过控轧控冷工艺参数对热轧盘条组织性能影响的相关分析,制定了轧制工艺参数,并研究了不同风冷工艺对其组织性能的影响。结果表明,通过控轧控冷工艺的优化,可以稳定生产出φ6 mm热轧带肋钢筋盘条,盘条微观组织均匀,各项指标均符合国家标准对抗震钢筋的要求;轧后风冷速度对盘条组织性能的影响较大,当冷速过快时钢筋组织中会出现贝氏体,使钢筋出现无屈服平台现象,应采用适当冷速。     

大规格82B高碳钢盘条难酸洗原因研究

针对酒钢生产的大规格φ10.0~φ16.0 mm 82B盘条表面磷化膜在拉丝工艺中易脱落,氧化层中难酸洗的Fe₃O₄含量相对较高,拉拔困难的问题,选用酒钢和A钢厂生产的φ12.5 mm规格82B盘条,用SEM观察盘条表面氧化层厚度和结构组成,用EDS分析氧化层各层元素的分布,用XRD检测氧化层物相的种类和比例。结果发现,酒钢生产的盘条表面粗糙度大,氧化层在盘条表面呈犬牙交替的结合方式;Fe₃O₄的质量分数较A钢厂盘条高39.1%,含CrSi₂层也较致密。为此,对生产工艺提出了优化措施,通过降低吐丝温度和提高冷速,来提高易酸洗相FeO的比例,减少在共析反应最激烈的450~550 ℃温度区间的停留时间,从而减少了难酸洗相Fe₃O₄的含量,改善了盘条的酸洗性能。     

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。     

钢包渣洗脱硫剂的试验研究与应用

为了研究微合金化钢因硫含量超标而导致成品钢材出现裂纹等质量问题,以船板钢C36-1为研究对象,通过采用多因素多水平正交回归的试验方法进行了钢包渣洗脱硫剂的组分设计研究,根据实验室基础试验数据建立了脱硫剂的组分设计模型。结果表明,当脱硫剂中w(CaO)=42%~55%时对脱硫率的影响较为明显。w(Al₂O₃)<35%以下、w(CaC₂)=12%较为合适。经工业生产试验验证,脱硫剂的组分最终确定为w(CaO)=42%~55%、w(Al₂O₃)=30%~35%、w(CaC₂)=8%~12%、w(CaF₂)=8%~10%。该脱硫剂的工业平均脱硫率达到了80.93%。新型脱硫剂的使用稳定控制了船板钢钢液中硫质量分数至0.010%以下,铸坯裂纹判废率降低了85%左右,满足了企业对该类钢种控硫的工艺需求,增加了企业的经济效益。     

汽车紧固件用SCM435盘条工艺开发

本文从原材料生产到紧固件制造,精准识别热轧盘条生产工艺的关键点,基于SCM435连续冷却转变曲线,通过采取不同的控轧控冷工艺成功开发出(铁素体+珠光体)型和贝氏体型两款产品。结合钢厂、拉丝厂、紧固件厂整个产业链工业化生产实践,得出以下结论:(铁素体+珠光体)型产品组织和性能均匀性略差,可用于一球两拉精线改制工艺,但不适用于生产复杂零件;贝氏体型产品组织和性能均匀性较优,可用于两球两拉或首道拉拔减面率较小的一球两拉工艺,可用于生产复杂零件。     

终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响

采用拉伸和硬度测试、显微组织及拉伸断口观察等方法研究了终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,未经退火时,板材表层已经发生再结晶,而中心层组织仅发生回复过程。退火处理后,随退火温度的升高,合金板材的强度、硬度下降,而伸长率增加。5052铝合金终轧温度不低于330 ℃时,可在后续的冷加工获得较为均匀的组织,经400~500 ℃退火可获得综合性能较为优异(R_m≥175 MPa、R_p0.2≥65 MPa和A≥32%)的5052-O态合金板材。     

钢中Si、P元素配比对其氧化特性的影响

为了获得高表面质量的冷轧产品,采用场发射SEM、EPMA和高温激光观察等方法,系统研究了钢中w(Si)/ w(P)不同配比对氧化铁皮形成、起泡和铁橄榄石相(Fe₂SiO₄)液化温度的影响,明确了w(Si)/ w(P)不同配比条件下界面元素富集及其氧化特性。结果表明:随着w(Si)/ w(P)的提高,试样低温抗氧化能力提高,氧化增重速率峰值出现的温度逐渐提高,当w(Si)/w(P)为12时,氧化峰值温度提高至1 170 ℃,氧化增重速率峰值也急剧提高到1.08%/min;随着w(Si)/ w(P)的提高,表层氧化铁皮鼓泡现象明显减轻;高温激光观察试验发现,随着w(Si)/ w(P)的降低,氧化铁皮与基体界面处的Fe₂SiO₄相液化温度逐渐降低,w(Si)/ w(P)为3条件下界面Fe₂SiO₄相于1 080 ℃开始出现液化现象。因此,添加P元素是降低 Fe₂SiO₄相液化温度的一种有效而实用的方法,同时还可显著降低氧化铁皮的粘附力。     

(Fe0.33Co0.33Ni0.33)84-xCr8Mn8Bx高熵非晶合金薄带的结构特征及其晶化行为

基于前期的研究结果,降低Mn和Cr元素的含量,将2者的原子分数均固定在8%,设计出(Fe_0.33Co_0.33Ni^0.33)_84-xCr₈Mn₈B_x(x=10、11、13、15和18)合金(简称10B、11B、13B、15B和18B),采用真空熔融甩带法制备出该系列合金的薄带。将合金薄带在不同温度下进行退火处理,通过XRD、DSC、TEM、SEM、万能拉伸试验机、OM、Vickers硬度计等研究了合金薄带的结构特征、晶化行为和力学性能。结果表明:11B合金薄带已完全形成非晶相(am),11B~18B合金薄带加热时都有2个结晶转变放热峰,B元素的添加提高了该系列合金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性。11B~18B合金薄带在不同温度退火,bcc相、fcc相和硼化物(M₂₃B₆)等1种或多种混合物析出,其结晶行为分别为:11B和13B,[am]→[am′+bcc]→[am″+bcc+fcc]→[bcc+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆];15B,[am]→[am′+fcc+bcc]→[am″+bcc+fcc+M₂₃B₆]→[bcc+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆];18B,[am]→[am′+fcc]→[am″+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆](其中,am′和am″分别为第1次和第2次结晶残余非晶相)。     

低碳钢线材表面红锈问题研究

针对低碳钢盘条表面易产生红锈的问题,以低碳冷镦钢SWRCH22A为例,分析了其盘条表面红锈的产生机理,测定了不同红锈状态下氧化铁皮成分组成;通过不同控轧控冷工艺参数的设定,研究了加热、控轧控冷工艺参数对红锈级别的影响。结果表明,通过降低钢坯加热温度至1 050 ℃及以下、提高吐丝温度至920～940 ℃、减少在线冷却水量,轧后盘条空冷至室温(冷速平均达5.5 ℃/s)等措施,可有效降低红锈级别。     

Si含量对中碳冷镦钢变形抗力的影响

盘条的塑性和变形抗力直接影响其成形性能。分析研究了Si含量对中碳冷镦钢盘条组织、力学性能和压缩变形抗力的影响。试验结果表明,Si含量变化对试验钢的组织和晶粒度无显著影响;SWRCH35K盘条中Si质量分数由0.21%降至0.15%时,盘条的抗拉强度和塑性无明显变化;10B33盘条中Si质量分数由0.22%降至0.04%时,盘条抗拉强度下降约40 MPa,伸长率增加5.5%,断面收缩率增加14%。中碳冷镦钢Si质量分数控制在0.18%左右时其对变形抗力的影响效果并不显著,在满足其他性能要求的前提下,应将Si质量分数控制在0.10%以下,甚至0.05%以下,以改善其冷成形性能。     

Notch toughness in hot-rolled low carbon steel wire rod

Charpy V-notch toughness has been investigated in four hot-rolled, low carbon steels with different grain sizes and carbon contents between 0.019 and 0.057%. The raw material was wire rod designed for drawing and possible subsequent cold heading operations and manufactured from continuous cast billets. In this study, the influence of microstructure, mechanical properties, and alloying elements on the ductile-brittle transition behavior has been assessed. A particular emphasis has been given to the influence of boron with contents up to 0.0097%. As a result, transition temperatures between −29 and +50°C explicated by the material properties have been obtained. The examination also shows that the transition temperature raises with circa 0.5°C for each added ppm boron most likely as a consequence of an enlargement of the ferrite grain size and the reduction of yield and tensile strength. The highest upper shelf energy and lowest transition temperature can be observed in a steel without boron additions and with maximum contents of carbon, silicon, and manganese.     

42CrMoVNb高强度螺栓钢的球化退火

根据热模拟试验测得42CrMoVNb高强度螺栓钢的Ac₁、Ac₃分别为773 ℃、811 ℃,并由此设计试验钢的球化退火工艺,通过改变保温温度、保温时间对其球化退火工艺进行了研究。通过光学显微镜、扫描电镜、显微维氏硬度以及冷镦试验,对不同球化退火工艺过程中碳化物的球化演变和硬度变化进行了分析。结果表明:试验钢经Ac₁以上780 ℃短暂保温0.5 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火及Ac₁以下750 ℃保温3 h,缓冷至710 ℃保温6 h球化退火后,均能得到良好的球化组织与较低的硬度,碳化物形态均趋于球状且分布均匀,具有良好的塑性和冷镦性能。Ac₁以下750 ℃球化时,保温时间越长碳化物球化越明显。     

吐丝温度对高强度冷镦钢B7盘条组织性能的影响

高强度冷镦钢B7热轧盘条主要用于制作耐热耐冷螺杆类标准件,对其组织性能要求严格。为此,对不同试制工艺方案(主要是吐丝温度不同)下B7盘条的组织性能进行了研究。结果表明,吐丝温度从920 ℃逐步降至850 ℃时,盘条总脱碳层深度呈降低的趋势;盘条屈服强度、1/2半径处硬度也呈降低的趋势。吐丝温度控制在850 ℃时,盘条边缘和心部的铁素体、珠光体含量最大,马氏体及贝氏体含量大大减少,盘条粗拔性能可得到显著改善,使模具损耗降低10.6%,降低了下游企业的生产成本。     

10. 9级高强度螺栓ML20MnTiB热轧盘条的开发

通过控制钢中Ti、B的有效成分以保证钢的淬透性,以及采用合理的控轧控冷工艺以确保钢的高塑性和表面低硬度性能,山西新泰钢铁公司成功开发了高强度冷镦用钢ML20MnTiB的Φ20mm热轧盘条,其直接冷镦的冷镦合格率达到了98%以上,制成高强度六角螺栓后也完全满足10. 9级高强度螺栓的技术要求。     

10B21冷镦钢连铸工艺优化研究

针对华菱湘钢生产的10B21冷镦钢,通过调整合金成分和优化连铸生产工艺,获得了良好的连铸坯表面质量,以及满足冷镦力学性能要求的盘条.研究表明,连铸坯的表面质量和材料的高温脆性密切相关,通过降低拉坯速度、减少二冷配水比水量,以及降低Al含量,Mn/ S比.添加Ti元素,可以提高材料的高温塑性,明显改善10B21连铸坯表面质量,提高冷墩合格率.